Солнечные элементы, изготовленные из металлогалогенных перовскитов, достигают высокой эффективности, а для их производства из жидких чернил требуется лишь небольшое количество энергии. Команда, возглавляемая профессором доктором Евой Унгер из Центра Гельмгольца в Берлине, исследует производственный процесс. На рентгеновском источнике BESSY II группа проанализировала оптимальный состав исходных чернил для производства высококачественных FAPbI3 тонкие пленки перовскита путем нанесения на них щелевого штампа. Солнечные элементы, изготовленные с использованием этих чернил, были протестированы в реальных условиях в полевых условиях в течение года и масштабированы до размера мини-модуля.
Металлогалогенные перовскиты считаются особенно недорогим и перспективным классом материалов для солнечных модулей следующего поколения. Перовскитовые солнечные элементы могут быть изготовлены с помощью процессов нанесения покрытий с использованием жидких чернил, изготовленных из исходных материалов и различных растворителей. После нанесения покрытия растворители испаряются, и перовскиты кристаллизуются, образуя более или менее однородный слой.
Варианты увеличения масштаба
Команда профессора доктора Евы Унгер из Helmholtz-Zentrum Berlin обладает обширным опытом в методах обработки на основе решений и изучает варианты увеличения масштаба. "Перовскитная фотовольтаика - это лучшая из доступных фотоэлектрических технологий, поддающаяся обработке, - говорит Ева Унгер, - но мы только начинаем понимать, как сложное взаимодействие компонентов растворителя влияет на качество перовскитовых слоев".
Вариации вязкости
Это связано с тем, что при нанесении слоев галогенидного перовскита на большие поверхности могут возникать нежелательные неоднородности, например, так называемые ребристость сооружения. "Изменяя вязкость чернил, такие эффекты можно свести к минимуму", - говорит Цзиньчжао Ли, который защищает докторскую диссертацию вместе с Унгером. В BESSY II он исследовал, как различные комбинации растворителей влияют на кристаллизацию пленок перовскита. Лучший p-i-n-FAPbI3 таким образом, перовскитовые солнечные элементы достигают сертифицированной эффективности в 22,3% в лабораторном масштабе. Цзиньчжао Ли также произвел мини-солнечные модули (активная площадь 12,6 см2) с коллегами из HySPRINT innovation lab и PVcomB, которые добились эффективности около 17 %.
Испытание на открытом воздухе в течение одного года
Команда доктора Каролин Ульбрих тестировала оптимизированные солнечные элементы на открытом испытательном полигоне PVcomB в течение целого года: в процессе эффективность оставалась почти стабильной зимой и весной и снижалась только в теплые летние месяцы. "Эти испытания более крупных модулей в реальных условиях дают нам ценную информацию о механизмах деградации, чтобы затем еще больше улучшить долгосрочную стабильность галогенидно-перовскитных фотоэлектрических элементов", - говорит Ева Унгер.
Комментарии